Hallo allerseits,
ich habe ein Problem an dem ich so langsam verzweifle.
Es geht geht um folgendes:
Ich habe ein PWM-Signal (10 kHz), das in etwa einen Pegel von 5V hat.
Dieses Signal möchte ich gleichrichten und auf 0 - 1 Volt skalieren -
und das möglichst genau (Leistung muss da übrigens nicht hinter stecken,
ich benötige lediglich diesen Spannungspegel).
Das Gleichrichten ist ja nicht das Problem, Tiefpass dahinter - fertig.
Die Pegel könnte ich jetzt natürlich durch einen Spannungsteiler
anpassen. Das Problem ist, dass mir durch Spannungsabfälle auf den
Zuleitungen evtl. nicht 5 Volt der PWM zur Verfügung stehen, sondern
(ich übertreibe jetzt mal) nur 4 Volt. Dann skaliert der Spannungsteiler
natürlich falsch und mein Signal wird verfälscht.
Meine erste Idee war eine Zenerdiode zu nehmen, die bei 1 Volt das
Signal abschneidet. So eine Diode scheint's aber nirgendwo zu geben, die
kleinsten Spannungen, die ich so gesehen habe sind 2 Volt.
Wäre sehr nett wenn jemand da eine Lösung parat hätte.
Vielen Dank
Calavera
Einen Schaltplan habe ich leider noch nicht, ich bin derzeit noch in der
Konzeptionsphase. Zusätzliche Spannungen habe ich derzeit nur die auch
recht ungenaue Versorgungsspannung von ca. 20-24 Volt.
Und was meinst Du genau mit den 2 Dioden? In Reihe betreiben und den
Spannungsabfall über den beiden Bauteile nutzen?
> Wäre sehr nett wenn jemand da eine Lösung parat hätte.
Zeichne doch mal ein Bildchen, was du hast, und was du willst...
Woher kommt das PWM-Signal (Push-Pull oder nur Open-Collector)?
Was wird schlussendlich mit dem 0-1V Signal gemacht?
> evtl. nicht 5 Volt der PWM zur Verfügung stehen, sondern> (ich übertreibe jetzt mal) nur 4 Volt.
Ich würde das Signal mit einem Buffer erst mal auf einen definierten
Pegel bringen. Und mit diesem aufbereiteten, definierten Signal
weiterarbeiten.
> So eine Diode scheint's aber nirgendwo zu geben ...
und zudem wäre die Kennlinie ziemlich flach. Sieh dir mal die KL dieser
2V Z-Dioden an, die Spannung ist sehr stark abhängig vom Strom. Das
können abhängig vom Strom auch 1,7V oder 2,3V sein...
Okay, wie gewünscht ein kleines Bild, ich bitte meine
Paint-Zeichenkünste zu entschuldigen^^
Die PWM-stammt von einer externen IO-Box, ich nehme mal an im Push-Pull
Betrieb. Die Leitung ist etwas länger, daher die Sorge wegen des
Spannungsabfalls.
Auf der eigentlichen Platine soll die Schaltung untergebracht werden,
die die Spannung anpasst ("Black-Box" im Bild). Die Spannung benötge ich
für einen LED-Treiber, dessen Sollwert für den LED-Strom per
Analogsignal 0-1V angelegt wird. Versorgt wird der Treiber über die
Versorgungsspannung von ca. 20 V.
Bei deiner Anwendung, geht es sicher nicht um Präzisionsspannungen für
ein Meßgerät!
Wie ist denn der Innenwiderstand der PWM-Quelle?
Wie ist die Eingangsimpedanz der Steuerspannung des LED-Treibers?
Möglicherweise, kann man da sehr sehr einfach vorgehen, und die Spannung
mit 2 Widerständen von 5V auf 1 V herunter teilen. Unter Umständen,
könnte dahinter schon ein einfaches RC-Glied zur Integration der PWM
(Tiefpaß) in eine Gleichspannung genügen.
Insgesamt 3 Widerstände und einen Kondensator. So würde ich das erst mal
versuchen, bevor ich was komplizierteres baue!
>Bei deiner Anwendung, geht es sicher nicht um Präzisionsspannungen für>ein Meßgerät!
Doch es geht genau darum. (Zumindest über Umwege). Sonst würde ich mir
darum überhaupt keine Gedanken machen! Es ist schon wichtig, dass die
Analogspannung für den Treiber präzise ist.
Die von Dir beschriebene PWM hat Spannungspegel zwischen 0...5V.
Damit ist das Signal nur positiv und muss nicht gleichgerichtet werden.
Im Prinzip brauchst Du doch nur einen Tiefpass der die PWM in eine
Gleichspannung glättet und einen Spannungsteiler, der die 5V auf 1V
abbildet.
Macht im einfachsten Fall: 2 Widerstände und ein Kondensator.
+---+
PWM ---| |------+------+------- 0..1V
+---+ | |
----- +-+
| |
----- | |
| +-+
| |
GND --------------+------+------- GND
Wähle die Widerstände im Verhältnis 4:1.
Such Dir einen Kondensator aus, der eine entsprechned tiefe Eckfrequenz
erzeugt.
Achso - blöde Frage, was stellst Du mit der PWM eingentlich ein?
Hört sich an, als ob Du einen Strom-Schaltregler für eine LED
ansteuerst.
Soll der Strom (also Farbtemperatur) geregelt werden?
Für das Dimmen einer LED ist eigentlich eine PWM die sinnvollste Lösung.
Könntest also dein PWM-Signal direkt benutzen.
Beschreibe mal genau was Du eigentlich machen möchtest.
Es gibt da mehrere möglichkeiten.
1. Du machst aus deiner 5V PWM mittels Tiefpaß ein 0-5V Signal und
teilst dies durch 5 (dann hast 0..1V) diese möglichkeit willst du aber
nicht, weil deine 5V nicht konstant sind.
Dann bleibt dir natürlich noch die möglichkeit das Tastverhältnis deiner
PWM auf eine Spannung von 1V zu geben und dann mittels Tiefpaß zu
filtern. Wenn du also eine exakte Spannung von 1 Volt hast dann Takte
mit nem FET diese Spannung im Tastverhältnis deiner 5V PWM
>Könntest also dein PWM-Signal direkt benutzen.
So läuft das doch auch bei gemultiplexten LED-Displays. Mittlung der
Lichtstärke über die Einschaltdauer.
Ist die Frage, ob das nicht näher erläuterte LED-Modul das mitmacht?
Andererseits war da noch dieser Einwand mit den Leitungsverlusten, hab
das anfangs nicht richtig verstanden. Ist die Leitung denn kritisch
lang, so daß sich der Wellenwiderstand unangenehm bemerkbar machen kann?
Immerhin 10 kHz Rechteckformen, die Fourier-Zerlegten sind ja wesentlich
höherfrequent!
Danke für die vielen Antworten. Um den LED-Treiber mal näher zu
erläutern: Es handelt sich um den LT3518. Bei dem stehen zwei
Möglichkeiten zur Verfügung die LEDs zu dimmen:
1. per PWM die Einschaltdauer der LEDs steuern
2. per Analogspannung von 0 - 1V um den durch die LEDs in der high-Phase
fließenden Strom einstellen
Ich möchte mich aus messtechnischen Gründen nicht auf eine der beiden
Möglichkeiten der LED-Steuerung beschränken.
Weiterhin möchte ich nochmals erwähnen, dass ich die PWM-Spannung nicht
direkt nutzen kann, da die Spannungspegel schwanken können. (Ja, die
Zuleitungen sind evtl. etwas länger, deshalb möchte ich ja auch eine PWM
für die Übertragung nutzen)
Eine zusätzliche Referenzspannung wäre evtl. eine Möglichkeit. Gibt es
da eine günstige, kleine und vor allem präzise Möglichkeit aus der
Versorgungsspannung so etwas zu erzeugen? Und wenn ich die Spannung mit
einem MOSFET schalte, gibt es da nicht auch Verluste über dem FET?
Der Chip bietet beide Möglichkeiten an - Stromregelung und PWM für die
Helligkeitsregelung.
Ja, der MOSFET macht einen Spannungsabfall. Der MOSFET macht im
leitenden Zustand Verluste, der Stromregler regelt den Strom
(weitestgehend) exakt aus. Da MOSFET und LED in der Serienschaltung
liegen, fließt derselbe Strom durch MOSFET und LED.
Ich nutze z.B. LM4040CIM3-4,1 SOT23 Z-Dioden. Die gibt es mit
Genauigkeiten bis 0.1% für verschiedene Spannungen.
Sofern es tatsächlich von PWM -> analogspannung sein muss, kannst Du ja
einen CMOS Buffer mit einer Z.Diode in der Versorgung auf einer
konstanten Versorgung halten. Allerdings wirst Du trotzdem noch
Temperaturdrift bekommen.
Den Strom durch die LED zu modifizieren beduetet eine Verschiebung des
Farbraums. Ist das von dir gewünscht?
@mischu
Dass sich die Wellenlängen der LEDs strombedingt verschieben weiß ich,
dieser Effekt ist letztendlich unerwünscht, jedoch möchte ich ihn aus
Interesse mal spektral vermessen, daher brauche ich auch die Möglichkeit
den Strom mit der analogen Spannung zu variieren.
Bei der Frage die Verluste des MOSFETs betreffend meinte ich den MOSFET,
den ich zum Schalten einer Referenzspannung für den Analogeingang des
Treibers nehmen würde. Wenn der FET auch einen Spannungsabfall erzeugt,
würde ich hinter dem FET ja nicht die Referenzspannung erhalten, sondern
etwas weniger. Oder ist dieser Effekt vernachlässigbar gering?
Zu deinem Vorschlag mit Z-Diode und CMOS Buffer: Könntest Du dies etwas
näher beschreiben, ich kann Dir da nicht ganz folgen^^
Analogtechnik war noch nie so mein Spezialgebiet :)
muchos gracias
Calavera
kurze zwischenfrage:
es gibt also 2 möglichkeiten eine LED mittels PWM anszusteuern:
*PWM gleichrichten, wobei die fläche unter dem rechteck, dem
gleichrichtwert enspricht
*PWM mit 50% duty cycle direkt an LED anschließen und somit die trägheit
der LED nutzen, mittels frequenz von etwa 150 Herz.
liege ich da richtig mit meinen Annahmen?
Benjamin Anonym schrieb:
> kurze zwischenfrage:> es gibt also 2 möglichkeiten eine LED mittels PWM anszusteuern:> *PWM gleichrichten, wobei die fläche unter dem rechteck, dem> gleichrichtwert enspricht> *PWM mit 50% duty cycle direkt an LED anschließen und somit die trägheit> der LED nutzen, mittels frequenz von etwa 150 Herz.>> liege ich da richtig mit meinen Annahmen?
Bitte lies dir die Grundlagen zur PWM durch
http://de.wikipedia.org/wiki/Pulsweitenmodulation
Es ging in dem Beitrag ja um einen Treiber, der analoge und digitale
Ansteuerung ermöglicht.
